(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射型表示パネルであって、
複数のピクセルを有し、各ピクセルが、複数の光変調状態の間で制御可能な変調部と、非変調部とを持ち、当該反射型表示パネルは、複数のリダイレクト構造体を持つリダイレクションシートを有し、各リダイレクト構造体が、入射する環境光を隣接する変調部の方へリダイレクトするよう構成され、
前記リダイレクションシートは、前記リダイレクションシートにより規定される平面内で実質的に平行に延在する前記リダイレクト構造体のうちの第１のセットを有し、
前記リダイレクションシートは、前記リダイレクションシートにより規定される前記平面内で前記リダイレクト構造体のうちの前記第１のセットとは異なる延在方向を持つ、本質的に平行な前記リダイレクト構造体のうちの第２のセットを更に有し、
前記リダイレクト構造体の各々は、前記リダイレクションシートの第１の表面にへこみとして設けられ、前記リダイレクションシートは、前記環境光が前記第１の表面の反対にある第２の表面に入射する態様で構成され、
前記へこみは、前記リダイレクションシートより低い屈折率を持つ物質を含み、
前記リダイレクト構造体は、前記非変調部に整列配置され、且つ対応する非変調部の幅より小さい幅を有する、
反射型表示パネル。
【請求項２】
前記へこみが、反射型物質を含む、請求項１に記載の反射型表示パネル。
【請求項３】
前記へこみが、本質的にＶ型の断面を持つ、請求項１又は２に記載の反射型表示パネル。
【請求項４】
前記Ｖ型の断面の開口角度が、１５０°より小さい、請求項３に記載の反射型表示パネル。
【請求項５】
前記リダイレクションシートが、偏光板、位相差板、反射低減部材、表面反射低減部材及びかき傷保護部材の少なくとも１つとして機能するよう更に構成される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の反射型表示パネル。
【請求項６】
前記リダイレクションシートを覆うよう構成されるカバーシートを更に有し、前記カバーシートが、前記リダイレクションシートの屈折率に実質的に等しい屈折率を持つ、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の反射型表示パネル。
【請求項７】
各ピクセルが、液晶層と電極のペアとを有し、前記電極のペアは、前記電極間の電圧の印加を介して、前記液晶層の変調部が複数の光変調状態の間で制御可能であるよう構成される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の反射型表示パネル。
【請求項８】
各ピクセルが、異なる光学特性を持つ２つの不混和性の流体と、電極のペアとを有し、前記電極のペアは、前記電極の間の電圧の印加を介して互いに関して前記流体を制御可能に移動させる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の反射型表示パネル。
【請求項９】
各ピクセルが、流体と、前記流体に懸濁される複数の荷電粒子と、電極のペアとを有し、前記電極のペアは、前記電極の間の電圧の印加を介して前記複数の荷電粒子を制御可能に移動させる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の反射型表示パネル。
【請求項１０】
反射型表示パネルを製造する方法において、
複数のピクセルを有する反射型表示パネルを提供するステップであって、各ピクセルが、複数の光変調状態の間で制御可能な変調部と、非変調部とを持つ、ステップと、
複数のリダイレクト構造体を持つリダイレクションシートを前記反射型表示パネルに取り付けるステップであって、該リダイレクト構造体は、入射する環境光を該リダイレクションシートの中間部の方へリダイレクトするよう構成され、該リダイレクションシートは前記反射型表示パネルに、各リダイレクト構造体が前記非変調部のうちの対応する１つに本質的に整列配置される態様で取り付けられ、前記リダイレクト構造体は前記非変調部のうちの対応する１つの幅より小さい幅を有する、ステップと、
前記リダイレクションシートに、前記リダイレクションシートにより規定される平面内で実質的に平行に延在する前記リダイレクト構造体のうちの第１のセットを設けるステップと、
前記リダイレクションシートに、前記リダイレクションシートにより規定される前記平面内で前記リダイレクト構造体のうちの前記第１のセットとは異なる延在方向を持つ、本質的に平行な前記リダイレクト構造体のうちの第２のセットを設けるステップと、
前記リダイレクト構造体の各々を、前記リダイレクションシートの第１の表面のへこみを用いて設けるステップであり、前記リダイレクションシートは、前記環境光が前記第１の表面の反対にある第２の表面に入射する態様で構成され、前記へこみは、前記リダイレクションシートより低い屈折率を持つ物質を含む、ステップと、
を有する方法。
【請求項１１】
前記取り付けるステップが、前記表示パネルにおいて対応する非変調部と前記リダイレクト構造体とを整列配置するステップと、
前記表示パネルに前記リダイレクションシートを固定するステップとを有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記整列配置するステップが、
前記表示パネルの反射を監視するステップと、
評価が正しい整列を示すよう、前記リダイレクションシートを伸ばすステップとを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記リダイレクションシートは、リールトゥリールプロセスにて取り付けられる、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のピクセルを有する反射型表示パネルに関する。各ピクセルは、複数の光変調状態間で制御可能な変調部と非変調部とを持つ。
【０００２】
本発明は、斯かる反射型表示パネルを製造する方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、様々な種類のフラットパネルディスプレイが、フルサイズのテレビスクリーンからハンドヘルドデバイスにおける小さなディスプレイまでにわたる種々の用途に関して選択されるディスプレイとなっている。これらの多様な用途の全てに適応するよう、液晶技術、エレクトロウェッティング、電気泳動及びエレクトロクロミズムといった様々な画像形成技術を用いる様々なタイプのフラットパネルディスプレイが、開発されてきた、又は開発中である。
【０００４】
消費電力が主な関心事である用途に対しては、画像を表示するのにバックライトを必要としない反射型ディスプレイが一般に使用される。反射型ディスプレイにおいて、ディスプレイに入射する光は、ディスプレイの異なる領域において異なる態様で反射され、これにより画像がユーザに対して見えるようになる。
【０００５】
一般に、反射型ディスプレイにおける各ピクセルは、複数の反射状態の間で制御可能な態様で切替えられることができる変調部と、光の変調に対して建設的な貢献をしない非変調部とを持つ。
【０００６】
例えば、アクティブマトリックス反射型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の場合、各ピクセルは、２つの電極層の間にはさまれる液晶層にわたり電圧を印加することを介して、個別的にアドレス指定され及び起動されることができる。個別のピクセルを駆動するため、ピクセル電極は通常、駆動回路に接続される。この駆動回路は通常、ピクセル電極と同じ平面において実現される。
【０００７】
斯かるＬＣＤの場合、各ピクセルの非変調部は、反射型電極層、ピクセル選択線等と同じ平面において実現される駆動回路を含む。
【０００８】
伝統的に、反射型ディスプレイにおけるピクセルの非変調部は、ブラックマスクによりシールドされてきた。ブラックマスク部に入射する光は、ディスプレイの輝度及び／又はコントラストに貢献することができない。これは、ディスプレイの輝度及び／又はコントラストにおける損失をもたらす。この損失は、特に低い環境光条件にとって深刻である。
【０００９】
米国特許第5500750号において、入射光から駆動回路をシールドするため、及びピクセル駆動回路を覆う光シールド層に入射する光を反射するため、反射型光シールド層を形成することを介してこの問題に対処する液晶ディスプレイが開示される。米国特許第5500750号による光シールド層は、反射型電極層と同じ平面に配置され、バンプは、斜めに入射する光を、ディスプレイに対して垂直方向に向かってリダイレクトするため、反射型電極層上だけでなく光シールド層上に形成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
米国特許第5500750号に開示されるディスプレイの輝度は、従来のブラックマスク技術と比較して改善されることができるが、コントラストは、影響がないか又は逆に悪影響を受けるように見える。
【００１１】
従来技術における上述の及び他の欠点に鑑み、本発明の一般的な目的は、改善された反射型表示パネルを提供することにある。
【００１２】
本発明の更なる目的は、反射型表示パネルにおける改善された輝度及び／又はコントラストを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の側面によれば、これら及び他の目的は、反射型表示パネルにより実現され、この反射型表示パネルは、各ピクセルが、複数の光変調状態の間で制御可能な変調部と、非変調部とを持つ、複数のピクセルを有する。上記反射型表示パネルは、複数のリダイレクト構造体を持つリダイレクションシートを有し、各リダイレクト構造体は、上記非変調部の対応する１つに入射する環境光を隣接する変調部の方へリダイレクトするよう構成される。
【００１４】
本発明によるこの反射型表示パネルが好ましくは、（従来のＣＲＴディスプレイとは対照的に）薄く、適用分野に応じて剛性（リジッド）又は柔軟（フレキシブル）とすることができる点に留意されたい。
【００１５】
本発明による反射型表示パネルは、環境光の表示パネルにおける反射を変調させることにより画像が生成されるような任意の種類のディスプレイとすることができる。特に、本発明による上記反射型表示パネルは、光変調部材がピクセル制御電極の間に与えられる表示パネル、ピクセル制御電極が本質的に同じ平面に与えられる表示パネル、又はこれらの組み合わせとすることができる。
【００１６】
リダイレクションシートは、少なくとも部分的に光学的に透過性のある任意の物質から作られることができる。特に、上記リダイレクションシートは、例えばガラスといった剛性物質、又は例えばポリエチレン（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）又はポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）のような様々な種類のプラスチック物質といった柔軟な物質から作られることができる。
【００１７】
「非変調部」は、建設的態様で光を変調するために使用されることができない上記ピクセルの部分であり、例えばピクセル駆動電子機器、ピクセルアドレス指定線、ピクセル分離／規定構造体等の上記ピクセルにおける様々な構造体に対応することができる。
【００１８】
表示パネルのコントラストは、例えば、
ＣＲ＝Ｉｍａｘ／Ｉｍｉｎ
に基づき規定される、コントラスト比（ＣＲ）により表されることができる。ここで、Ｉｍａｘは、最大反射率の状態にあるとき表示パネルから反射される光の強度であり、Ｉｍｉｎは、最小反射率の状態にあるとき表示パネルから反射される光の強度である。
【００１９】
本発明は、ピクセルの非変調部に入射する環境光をピクセルの隣接する変調部の方へリダイレクトすることにより、反射型表示パネルの輝度及びコントラストが改善されることができるという認識に基づかれる。
【００２０】
本発明によれば、そうでなければピクセルの非変調部にぶつかり、表示パネルの画像成形に対して建設的に貢献しなかった光の部分が、代わりに、ピクセルの変調部の方へ向けられ、これにより反射型表示パネルのコントラストだけでなく輝度に貢献することができる。
【００２１】
リダイレクションシートを用いた非変調部から変調部への斯かる光リダイレクションを提供することにより、改善された反射型表示パネルの大量生産が容易にされ、例えばリールトゥリール(reel-to-reel)製造といった非常にコスト効率の良い生産方法が可能にされる。
【００２２】
リダイレクト構造体の延在部（延在している広がり）が、表示パネルの光学不活性部分の延在部に本質的に対応するよう、リダイレクションシートにおけるリダイレクト構造体が構成されることができる。
【００２３】
光学不活性部分をリダイレクト構造体と整列配置することを容易にするため、各リダイレクト構造体の延在部は、特定のリダイレクト構造体が配置されるべきである対応する光学不活性部分より更に小さくすることができる。
【００２４】
リダイレクションシートは、リダイレクションシートにより規定される平面内で本質的に平行に延在するリダイレクト構造体の第１のセットを有することができる。
【００２５】
非変調部が１つ以上の主要な延在方向に延在するとき、リダイレクト構造体の延在部は、これらの主要延在方向のうちの１つにおいて延在する光学不活性部分の一部(fraction)に本質的に対応することができる。好ましくは、より大きな部分に対応する。
【００２６】
そのような場合、斯かる１次元のリダイレクト構造体の構成は最適な輝度及びコントラスト増強を与えることができないが、それでも魅力的な代替案とすることができる。なぜなら、表示パネルの光学不活性部分をリダイレクションシートに１次元において整列配置するだけでよく、製造手順が簡略化されるためである。
【００２７】
リダイレクションシートは、リダイレクションシートにより規定される平面内でダイレクト構造体の第１のセットとは異なる延在方向を持つ、本質的に平行なリダイレクト構造体の第２のセットを更に有することができる。
【００２８】
リダイレクト構造体の斯かる第２のセットの供給を介して、１つ以上の主要な延在方向に延在する非活性ピクセル部は、リダイレクト構造体により一層効率的に覆われることができる。これにより光学不活性部分に衝突する光が、反射型表示パネルの輝度及びコントラストを増加させる貢献のためにより効率的に利用される。
【００２９】
更に、リダイレクト構造体の各々は、リダイレクションシートの第１の表面上にへこみとして与えられることができ、環境光がその対向する第２の表面に入射するという態様で、リダイレクションシートが構成されることができる。
【００３０】
これにより、例えばリールトゥリール製法といったリダイレクションシートを生成するための非常に効率的な方法が可能にされる。
【００３１】
ある実施形態によれば、へこみは、リダイレクションシートより低い屈折率を持つ物質を含むことができる。その結果、全反射が、へこみにより規定される物質界面において可能にされる。この物質は、固体、液体若しくは気体、又はこれらの組み合わせのいずれかとすることができる。
【００３２】
全反射（ＴＩＲ）に依存する反射器は、非常に効率的であり、臨界角より大きな入射角に対して１００％の反射率を持つ。
【００３３】
臨界角（θｃｒｉｔ）は、
θｃｒｉｔ＝ａｒｃｓｉｎ（ｎｒｅｄｉｒ／ｎａｄｊａｃｅｎｔ）
という関係に基づき、リダイレクションシートの屈折率（ｎｒｅｄｉｒ）と隣接する物質の屈折率（ｎａｄｊａｃｅｎｔ）との間の関係に依存する。
【００３４】
例えば、リダイレクションシート物質としてガラス
0005399372.tif 000002
及び隣接する物質として空気（ｎａｉｒ＝１）を使用する場合、臨界角は約４２°になる。
【００３５】
別の実施形態によれば、へこみは、反射型物質を含むことができる。
【００３６】
へこみは、反射型物質、好ましくは鏡面的反射型物質で満たされることができるか、又は反射層が、へこみの表面に形成されることができる。
【００３７】
更に、へこみは、本質的にＶ型の断面を持つことができる。
【００３８】
Ｖ形横断面を持つ、又はより一般に光修正層方向において広がる断面を持つへこみは、例えばスクライビング、研削又はミリングといったエンボス加工（特に熱又は光エンボス加工）を介した製造が容易であり、優れた反射器を製造する。更に、Ｖ形横断面は、リダイレクションシートの引っ張りによる変形に対してこのへこみを比較的耐えられるようにする。この変形は、例えば、本発明による反射型表示パネルの製造の間発生する場合がある。
【００３９】
しかしながら、もちろん、他の断面も可能であり、様々な用途に対して有利な特性を持つことができる。例えば、へこみは、凸面、凹面又は波打つ態様におけるまっすぐ又は湾曲する壁を持つことができ、へこみの下端は、鋭く、丸く又は平坦とすることができる。
【００４０】
好ましくは、Ｖ形横断面の開口角は、１５０°より小さくすることができる。
【００４１】
実際的に全ての開口角に対して、反射型表示パネルの輝度が改善される。しかしながら、コントラストにおける改善は、上記の開口角に主に依存する。上術に基づかれる断面開口角を用いてリダイレクト構造体を形成することにより、満足できるコントラスト比がほとんどの照射条件に関して得られる。
【００４２】
さらにより好ましくは、Ｖ形横断面の開口角は、０°〜８０°の間、又は１００°〜１５０°の間のいずれかとすることができる。
【００４３】
本質的にＶ型の断面に対して、２つの開口角範囲が存在する。１つは、０°〜約８０°の間であり、２つ目は約１００°〜約１５０°の間である。この場合、コントラスト変調が実際的に開口角に依存しない。
【００４４】
更に、リダイレクションシートは、偏光板、位相差板（リターダ）、反射低減部材、表面反射低減部材及びかき傷保護部材の少なくとも１つとして機能するよう更に構成されることができる。
【００４５】
１つ又は複数の追加的な表示パネル関連機能をリダイレクションシートに一体化することにより、本発明による反射型表示パネルの生産に関する製造工程はより効率的になり、生産コストの削減がもたらされる。
【００４６】
適用できる場合には更に、異なる機能層の間の整列が改善されることができる。これにより、表示パネルの性能及び／又は生産収率の改善が可能にされる。
【００４７】
更に、本発明による反射型表示パネルはリダイレクションシートを覆うよう構成されるカバーシートを更に有することができる。そして、カバーシートがリダイレクションシートの屈折率に実質的に等しい屈折率を持つ。
【００４８】
これにより、リダイレクションシートとカバーシートとの間の界面での反射は回避され、入射光は最も効率的に利用される。
【００４９】
本発明の反射型表示パネルのある実施形態によれば、各ピクセルが、液晶層と電極のペアとを有し、上記電極のペアは、上記電極間の電圧の印加を介して、上記液晶層の変調部が光変調状態の間で制御可能であるよう構成される。
【００５０】
本発明のこの実施形態において、反射型表示パネルは、結果的に液晶表示パネル（ＬＣＤ）である。このＬＣＤパネルは、電極層の間にはさまれる液晶層を持つことができるか、又はいわゆる面内（ｉｎ−ｐｌａｎｅ）スイッチングを介して機能することができる。この場合、電極のペアは同じ平面に与えられる。ＬＣＤにおいて、各ピクセルの非変調部は通常、ピクセル駆動回路及び／又はピクセル選択線に対応する部分を含む。
【００５１】
本発明の反射型表示パネルの別の実施形態によれば、各ピクセルが、異なる光学特性を持つ２つの不混和性の流体と、電極のペアとを有し、上記電極のペアは、上記電極の間の電圧の印加を介して互いに関して上記流体を制御可能に移動させる。
【００５２】
本発明のこの実施形態において、反射型表示パネルは、結果としてエレクトロウェッティング表示パネルであり、各ピクセルの非変調部は通常、隣接するピクセルにおける流体から１つのピクセルにおける流体を分離する分離壁に対応する部分を含む。
【００５３】
本発明の反射型表示パネルの更なる実施形態によれば、各ピクセルが、流体と、上記流体に懸濁される複数の荷電粒子と、電極のペアとを有し、上記電極のペアは、上記電極の間の電圧の印加を介して上記複数の荷電粒子を制御可能に移動させる。
【００５４】
本発明のこの実施形態において、反射型表示パネルは、結果的に電気泳動表示パネルである。電気泳動ディスプレイにおいて、各ピクセルの非変調部は通常、隣接するピクセルにおける懸濁粒子から１つのピクセルにおける懸濁粒子を分離する分離壁に対応する部分を含む。
【００５５】
本発明の第２の側面によれば、上述の及び他の目的は反射型表示パネルを製造する方法により実現され、この方法は、各ピクセルが、複数の光変調状態の間で制御可能な変調部と、非変調部とを持つ、複数のピクセルを有する反射型表示パネルを提供するステップと、入射する環境光を上記リダイレクションシートの中間部の方へリダイレクトするよう構成される複数のリダイレクト構造体を持つリダイレクションシートを上記反射型表示パネルに付けるステップであって、各上記リダイレクト構造体が、上記非変調部の対応する１つに本質的に整列配置される態様で付けられる、ステップとを有する。
【００５６】
これにより、輝度及びコントラストの改善された反射型表示パネルが製造されることができる。
【００５７】
この本発明の第２の側面の追加的な特徴及び有益な効果は、本発明の第１の側面に関連して述べられる特徴及び効果に大部分類似する。
【００５８】
有利には、上記付けるステップが、上記表示パネルにおいて対応する非変調部と上記リダイレクト構造体とを整列配置するステップと、上記表示パネルに上記リダイレクションシートを固定するステップとを有することができる。
【００５９】
この整列配置するステップが、上記表示パネルの反射を監視するステップと、評価(evaluation)が正しい整列を示すよう、上記リダイレクションシートを伸ばすステップとを有することができる。
【００６０】
伸ばすことのできる物質でリダイレクションシートを製造し、上記の反射を監視するステップ及び上記のリダイレクションシートを引っ張るステップを実現することにより、リダイレクト構造体の成形における許容要件が緩和される。
【００６１】
引っ張られる可能性のあるリダイレクションシートを表示パネルに固定するステップの間、又はそのステップに続いて、引っ張りによりもたらされるストレスが解放されるよう、リダイレクションシートが加熱されることができる。このために、例えば、固定は、熱ラミネーションを介して実行されることができる。
【００６２】
更に、リダイレクションシートは有利には、リールトゥリールプロセスにおいて適用されることができる。
【００６３】
第３の本発明の側面によれば、上述の及び他の目的は、各ピクセルが、複数の光変調状態の間で制御可能な変調部と、非変調部とを持つ、複数のピクセルを有する反射型表示パネルを製造する方法により実現され、この方法は、フォト画像形成可能なピクセル規定層と、入射する光を上記ピクセル規定層の中間部の方へリダイレクトするよう構成される複数のリダイレクト構造体を持つリダイレクション層とを有するカバーシートを提供するステップと、上記フォト画像形成可能ピクセル規定層のパターニングを行い、上記リダイレクト構造体に対応する上記ピクセル規定層の部分を本質的に露出されないままにし、一方、上記ピクセル規定層の残りの部分を露光させ、上記ピクセル規定層を現像させ、複数の壁に囲まれるピクセル領域を有するピクセル規定壁式構造を形成することを可能にするよう構成される光源を用いて、リダイレクション層の側から上記カバーシートを照射するステップと、上記壁に囲まれるピクセル領域の各々に光変調部材を与えるステップと、上記カバーシートのピクセル規定層側にディスプレイ基部担体を提供するステップとを有する。
【００６４】
各ピクセルが光変調部材を含むコンパートメントを有する反射型表示パネル、例えば、上述したエレクトロウェッティング及び電気泳動反射型表示パネルに関して特に有利なこの方法を介して、各ピクセルの変調部の延在部を規定する壁が、リダイレクションシートにおけるリダイレクト構造体に対して自己整列配置される。
【００６５】
結果的に、非変調部がリダイレクト構造体をマスクとして用いて形成されるので、非変調部に対するリダイレクションシートの整列の処理がなされる必要はない。
【００６６】
フォト画像形成可能な規定層は好ましくは、ポジティブフォトレジストを有することができる。
【００６７】
更に、上記ディスプレイ基部担体が、電極パターンを有し、上記ディスプレイ基部担体を与えるステップは、電極ペアが上記ピクセルのそれぞれに対して与えられるような態様で、上記カバーシートに対して上記ディスプレイ基部担体を整列配置するステップと、上記カバーシートに上記ディスプレイ基部担体を付けるステップとを有することができる。
【００６８】
本発明の側面による方法は、各ピクセルに対して、少なくとも上記ピクセル規定壁式構造の一部の上に導電層を形成するステップを更に有することができる。
【００６９】
これにより、ピクセルを規定する壁の少なくとも一部が、ピクセル制御電極として機能することができる。別のピクセル制御電極は、この壁の別の部分に配置されることができるか、又は壁に囲まれるピクセル領域内の基部担体に形成されることができる。第１の電極が壁に囲まれるピクセル領域内の基部担体に形成されるとき、リダイレクションシートは、各ピクセルに対して、第１の電極の位置に対応するリダイレクト構造体を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】例示的な反射型表示パネルの部分の概略的な平面図である。
【図２】本発明の実施形態による反射型表示パネルの部分の概略的な断面図である。
【図３ａ】２つの方向に延在する非変調部を持つ例示的な反射型表示パネルを概略的に示す図である。
【図３ｂ】図３ａにおける非変調部構成のより大きな一部に対応する、平行に延在するリダイレクション構造体を持つリダイレクションシートの概略的な透視図である。
【図４ａ】３つの例示的なリダイレクト構造体の構成のうちの１つを示す概略的な断面図である。
【図４ｂ】３つの例示的なリダイレクト構造体の構成のうちの１つを示す概略的な断面図である。
【図４ｃ】３つの例示的なリダイレクト構造体の構成のうちの１つを示す概略的な断面図である。
【図５】図４ａにおける構成に関するリダイレクト構造体の開口角の関数として、コントラスト変調を概略的に示す図である。
【図６】本発明による第１の例示的な製造方法を示すフローチャートである。
【図７】整列の間、表示パネルの反射を監視するためのセットアップを概略的に示す図である。
【図８ａ】整列の間の図７におけるセットアップの例示的な反応を概略的に示す図である。
【図８ｂ】整列の間の図７におけるセットアップの例示的な反応を概略的に示す図である。
【図８ｃ】整列の間の図７におけるセットアップの例示的な反応を概略的に示す図である。
【図９】図２における表示パネルのリールトゥリール製造を概略的に示す図である。
【図１０】本発明による第２の例示的な製造方法を概略的に示すフローチャートである。
【図１１ａ】対応する方法ステップに従う状態において、図１０の方法に基づき製造される反射型表示パネルを概略的に示す図である。
【図１１ｂ】対応する方法ステップに従う状態において、図１０の方法に基づき製造される反射型表示パネルを概略的に示す図である。
【図１１ｃ】対応する方法ステップに従う状態において、図１０の方法に基づき製造される反射型表示パネルを概略的に示す図である。
【図１１ｄ】対応する方法ステップに従う状態において、図１０の方法に基づき製造される反射型表示パネルを概略的に示す図である。
【図１１ｅ】対応する方法ステップに従う状態において、図１０の方法に基づき製造される反射型表示パネルを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
本発明の現在の好ましい実施形態を示す添付図面を参照して、本発明のこれらの及び他の側面が、更に詳細に以下記載されるだろう。
【００７２】
これらの図は、図式的なものであり、大きさ通りに描画されていない点に留意されたい。図面における明確さ及び便利さのため、これらの図の部分の相対的な寸法及び比率が、誇張されるか又はサイズを小さくして表示されている。
【００７３】
以下の説明では、第１の透明電極層と第２の電極層との間にはさまれる液晶層を持つ反射型液晶パネルが主に参照される。本発明は、例えばエレクトロウェッティング表示パネル、電気泳動表示パネル及びエレクトロクロミック表示パネルといった他のタイプの反射型表示パネルに対して同様に適用可能であり、上記参照の事実が本発明の範囲を決して制限するものではない点に留意されたい。更に、第１及び第２の電極が同じ平面にある場合、これらの表示パネルタイプのいくつかは、いわゆるｉｎ−ｐｌａｎｅスイッチングを介して機能することができる点も留意されたい。これは、特に液晶表示パネル及び電気泳動表示パネルに当てはまる。
【００７４】
図１は、例示的な反射型表示パネルの部分の平面図を概略的に示す。特に、図１は、反射型液晶パネルの第２の層の部分を示す。
【００７５】
図１において、フルピクセルに対応する第２の層の領域１は、隣接ピクセルに対応する領域の部分２ａ〜ｈにより囲まれて示される。フルピクセルに対応する領域１は、反射型電極層部分３の形の変調部と非変調部４（図１においてハッチングされる）とにより占められる。図１に示される例示的な反射型表示パネルセグメントにおいて、非変調部４は、反射型電極３を駆動するのに使用される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５と、水平な６ａ〜ｂ及び垂直な７ａ〜ｂピクセル選択線の部分と、ＴＦＴ５並びに水平な６ａ〜ｂ及び垂直な７ａ〜ｂピクセル選択線から反射型電極層部分３を分離する絶縁トレース８ａ〜ｅとにより主に構成される。反射型電極３に制御電圧を印加するとき、この反射型電極３に対応するピクセル領域は、入射光の反射を可能にする又は制限するよう切替えられる。しかしながら、非変調部４に対応するピクセルの相当の部分は、制御電圧の印加によっても影響を受けないままである。
【００７６】
本発明の好ましい実施形態の以下の説明において、この非変調部に入射する光の少なくとも一部が、隣接する変調部３の方へどのようにリダイレクトされることができるか、及びこれにより反射型表示パネルの輝度及びコントラストにどのように貢献することができるかが示されることになる。
【００７７】
本明細書において、明確さのため、本発明のさまざまな実施形態は、反射型表示パネルの非常に簡略化された説明を用いて記載される。その場合、例えば配向層、偏光層、電極層、ＴＦＴ形成層等の従来技術においてよく知られる様々な層は、特に図示されない。しかしながら、関連分野の当業者にとって、上記の実施形態に対してこれらの様々な特徴をどのように適用するべきかは明らかであろう。
【００７８】
図２は、本発明の実施形態による反射型表示パネル９の部分の概略的な断面図である。
【００７９】
図２において、１つのフルピクセル１０は、２つの隣接するピクセル１１ａ〜ｂの一部により囲まれて示される。図２における簡略化された及び概略的な説明において、下側基板１２、光変調層１３及びリダイレクションシート１４を有する表示パネル９が示される。表示パネル９の電極及び他の本質的な又はオプションの要素は、図面の明確さのため図２には特に示されない。
【００８０】
図１における例示を介して示される表示パネル９は、複数の光変調状態の間で制御可能な変調部１５、１６ａ〜ｂ、及び非変調部１７、１８を持つ。
【００８１】
図２に示されるように、リダイレクションシート１４は、リダイレクト構造体１９及び２０を含み、これらのリダイレクト構造体１９及び２０が表示パネルの対応する非変調部１７及び１８とそれぞれ整列配置されるよう構成される。これらのリダイレクト構造体１９及び２０の提供を介して、この場合リッジ形状のへこみがリダイレクションシート１４において形成され、中央変調部１５に関して図２における矢印で示されるように、（これがなければ、非変調部１７及び１８にぶつかり、表示パネル９の輝度及び／又はコントラストに貢献しなかった）リダイレクト構造体１９及び２０に衝突する光が、隣接する変調部１５、１６ａ〜ｂの方へリダイレクトされる。
【００８２】
入射光の効率的なリダイレクションを可能にする複数のリダイレクト構造体の構成が可能である。様々な異なる構成は、図４ａ〜ｃに関連して後述される異なるリダイレクト構造体断面、及び／又は異なる反射器構成を含むことができる。これら２つの例が、続く図２を参照して説明されることになる。
【００８３】
図２において、図示されるリダイレクト構造体１９のうちの１つは、リダイレクションシートより低い屈折率を持つ物質２１（例えば空気又は別の流体）を含むへこみである。このリダイレクト構造体１９は、リダイレクションシート１４と含有物質２１との間の界面２２で全反射（ＴＩＲ）を用いて反射させる。図２における他のリダイレクト構造体２０は、反射層により形成されることができる鏡面反射器２３を含む。例えば、この反射層は、へこみ２０でリダイレクションシート１４を覆う金属反射物質により作られる。金属反射物質は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）又はアルミニウム−ネオダイニウム（Ａｌ−Ｎｄ）合金といったものである。また、代替的に、へこみ２０は、（図２に示されるように）反射物質２４を含む／で充填されることができる。
【００８４】
図３ａは、リダイレクションシート１４なしで示される図２における反射型表示パネル９の部分の概略的な平面図である。
【００８５】
図３ａに図示されるように、ｙ方向に延在する非変調部１７及び１８は、ｘ方向に延在する非変調部３０及び３１より大きな延在部を持つ。
【００８６】
非変調部１７、１８、３０及び３１からの入射光が、隣接する変調部１５及び１６ａ〜ｂに向かって最大限リダイレクションすることを実現させるため、リダイレクションシート１４は、ｘ方向及びｙ方向の両方に延在する非変調部１７、１８、３０及び３１に本質的に対応する延在部を備えるリダイレクト構造体を持つべきである。
【００８７】
表示パネル９の改善された画像品質と製造容易性との間で好ましいトレードオフを実現するため、しかしながら、ｙ方向だけに延在するリダイレクト構造体１９及び２０を持つリダイレクションシート１４を使用することが望ましい場合がある。これは、図３ｂにおいて概略的に示される。
【００８８】
図４ａ〜ｃには、異なるリダイレクト構造体構成を持つ３つの例示的なリダイレクションシートの一部が概略的に示される。
【００８９】
図４ａにおけるリダイレクションシート１４は、１０°〜１５０°の間、好ましくは約１００°とすることができる開口角度θ０を持つ本質的にＶ型の断面を備えるリダイレクト構造体４０を持つ。このＶ形横断面の適切な開口角度の選択は、図５に関連して以下更に詳細に述べられるだろう。
【００９０】
図４ｂ〜ｃは、それぞれ図４ａにおけるＶ形横断面の変形例である断面を持つ、代替的なリダイレクト構造体４１及び４２を持つリダイレクションシート１４を概略的に示す。関連技術の当業者にとって明らかであるように、他の多数の変形例が可能であり、及び特定の用途においては好ましい場合がある。
【００９１】
図５では、リダイレクト構造体が全ての開口角度及び入射光の入射角に対して完全な反射器としてふるまうと想定して、図２における反射型表示パネルのコントラスト変調が、開口角度θ０（図４ａを参照）の関数として示される。コントラスト変調Ｍは、
Ｍ＝（ＣＲ−１）／（ＣＲ＋１）
という関係により与えられる。
【００９２】
ここで、ＣＲは、反射型表示パネルのコントラスト比である。電子読み出し及び表記(signage)のため、コントラスト変調Ｍは、好ましくは０．８より大きいべきであり、図５で分かるように、約１５０°未満の全ての開口角度に対して得られる。図５からも明らかであるように、開口角度に関する曲線において２つの「台地」が存在する。１つは、０°〜約８０°の間にあり、もう１つは、コントラスト変調が実際的に開口角度から独立している約１００°〜約１５０°の間にある。
【００９３】
図６に関連して以下説明されることになるが、リダイレクションシートは表示パネルの製造の間、ｘ方向（図３ｂを参照）に引っ張られることができる。斯かる引っ張りは、開口角度θ０における増加をもたらす。この増加は、表示パネルの異なる部分における異なる開口角度をもたらすことができる。
【００９４】
従って、最初に約１００°の開口角度を持つよう、リダイレクションシートを製造することが有利である。その結果、開口角度が１５０°より小さなままであると仮定すると、開口角度が、空間的に変化するコントラスト変調を持つことなしに、引っ張りが原因で局所的に増加されることができる。
【００９５】
代替的に、最初に小さな開口角度（約１０°）を持つよう、リダイレクションシートを製造することが有利である。その結果、開口角度が８０°より小さなままであるとすると、開口角度がその空間的に変化するコントラスト変調を持つことなしに、引っ張りが原因で局所的に増加されることができる。
【００９６】
本発明による第１の例示的な製造方法を示すフローチャートである図６を次に参照すると、第１のステップ６０１において、複数のリダイレクト構造体１９及び２０を持つリダイレクションシート１４が提供される。続くステップ６０２において、光修正層１３の前に配置されるが、まだ表示パネル９の残りに付けられていないリダイレクションシート１４を備える表示パネル９の反射が監視される。この表示パネル９の反射を監視するステップは、以下図７及び８に関連して、更に記載されるだろう。
【００９７】
次のステップ６０３において、初期整列が行われる。このステップでは、リダイレクションシート１４が、反射監視の結果によりガイドされ、リダイレクト構造体１９及び２０と非変調部１７及び１８との間の十分に良好な又はできるだけ最高の対応が得られるよう、整列配置（アライメント）される。この対応が十分に良好であると判断される場合、ステップ６０４は迂回され、反射型表示パネル９の残りにリダイレクションシート１４を固定する最終ステップ６０５が行われる。この手順は、伸ばすことができないリダイレクションシート１４物質（例えば、ガラス）に対しても行われる。他方、この対応が（局所又はグローバルな）最大に達したが、不十分であると考えられる場合、非変調部１７及び１８と、リダイレクト構造体１９及び２０との間のピッチにおける差を補償するため、リダイレクションシート１４を引っ張るステップ６０４が行われる。この引っ張りは、全体の表示パネル９に対して一度に行われることができるが、好ましくは連続して行われる。その結果、整列は、２、３のリダイレクト構造体に対して一度に行われる。その後、これらのリダイレクト構造体に対応するリダイレクションシート１４の領域が、表示パネル９の残りに固定される。
【００９８】
図７において、リダイレクションシート１４の整列及び固定の間、反射型表示パネル９の部分の反射を監視するためのセットアップが、概略的に示される。図７より分かるように、表示パネル９に入射する光源（図示省略）からの光は、検出器７０の後ろへ反射される。図７に示される場合、リダイレクションシート１４はきちんと整列していない。不整列が原因で、図７における矢印により概略的に示される反射パターンが、検出器により検出される。この場合、非変調部１７及び１８が反射しないこと、即ち検出器７０に対して黒く見えることが想定される。これは例にすぎず、（定数である）別の反射率を持つ非変調部を備える反射型表示パネルが、同様の態様で処理されることができる。リダイレクションシート１４における光拡散及びリダイレクト構造体１９を離れる反射が原因で、リダイレクト構造体１９の上の領域は、黒くみえることができない。しかし、変調部１５、１６ａ〜ｂと、隣接する非変調部１７、１８との間の輝度を持つので、実際的に非変調部に対するリダイレクト構造体の位置とは無関係である。
【００９９】
図８ａ〜ｃは、非変調部１７及び１８に対するリダイレクト構造体１９及び２０の３つの異なる整列状態に関して、検出器７０の個別の反応を概略的に示す。
【０１００】
図８ａにおいて、リダイレクションシート１４はかなり左に寄って配置されている。図８ｂにおいて、これらの２つのリダイレクト構造体１９及び２０の整列は許容可能である。図８ｃにおいて、リダイレクションシートはかなり右に寄って配置されている。
【０１０１】
図８ｂに示される反応がリダイレクト構造体１９及び２０に関して得られる場合、リダイレクションシート１４は、表示パネルの残りに局所的に固定されることができ、この手順は、続くリダイレクト構造体に対して繰り返される。
【０１０２】
完全に透明な基板を持ついくつかの表示パネルに対して、上記手順は透過的に(in  transmission)行われるよう容易に適合されることができる。即ち、表示パネルは光源と検出器との間に配置される。整列原理は、反射型整列方法に関して上記されたものと同じである。
【０１０３】
図９では、図２における表示パネル９のリールトゥリール製造が概略的に示される。ここで、リダイレクションシートは、図において右から左へと表示パネル９に連続的に付けられる。非変調部１７及び１８に対するリダイレクト構造体１９及び２０の整列が連続的に監視される。全体の表示パネル９にわたる整列を実現するため、リダイレクションシート１４が、必要に応じて引っ張られることができるよう、リダイレクションシート１４に印加される張力が制御される。
【０１０４】
本発明による第２の例示的な製造方法が、図１０におけるフローチャート、及び対応する方法ステップに従う状態においてこの方法に基づき製造される反射型表示パネルの概略的な説明を参照して、以下説明されることになる。
【０１０５】
この第２の例示的な製造方法によれば、第１のステップ１００１においてカバーシート３０が提供される。カバーシート３０は、リダイレクト構造体１９及び２０を持つリダイレクションシート１４と、光透過性の基部層３２及びポジティブフォトレジストにより形成されるフォト画像形成可能規定層３３を含むピクセル規定シート３１とを有する。
【０１０６】
カバーシート３０は、例えば、リダイレクションシート１４のリダイレクト構造体側３４上に薄い光透過性のフィルム３２を積層することにより形成されることができる。前述したように、リダイレクト構造体１９及び２０は、反射器を含むことができるか、又はリダイレクションシート１４より低い屈折率を持つ物質で満たされることができる。その結果、全反射（ＴＩＲ）を介して反射する反射器が、リダイレクションシート１４とこれに隣接する物質との間の界面で、リダイレクト構造体１９及び２０内に形成される。
【０１０７】
このラミネーションの後、薄いフィルム３２は、例えばポジティブフォトレジスト３３といった適切な特性を持つフォト画像形成可能物質でコーティングされることができる。フォトレジスト３３から形成される現像及び硬化後の構造体の高さｈ（図１１ｂ参照）が、光修正層の所望の厚みに対応するよう、このフォトレジスト層の厚みｄが選択されるべきである。
【０１０８】
次のステップ１００２において、図１１ｂにおける矢印により示されるように、カバーシートは、フォトレジスト３３を活性させるのに適した特性を持つ光で照射される。リダイレクト構造体１９及び２０の光リダイレクト特性が原因で、リダイレクト構造体１９及び２０に対応するフォトレジスト層３３の部分３５及び３６には、わずかな光だけが照射されることになる。逆に、リダイレクト構造体１９及び２０によりシールドされていないフォトレジスト層３３の残りは、光にさらされることになる。フォトレジスト層３３を現像及び硬化させた後、ピクセル規定壁式構造３５及び３６だけが残るだろう。これらの壁式構造３５及び３６は、対応するリダイレクト構造体１９及び２０に完全に（及び自動的に）整列配置されるだろう。
【０１０９】
壁式構造３５及び３６が、仕上げられたピクセルの非変調部に含まれることになるので、リダイレクト構造体１９及び２０は、ピクセルの非変調部のこの一部に完全に整列配置される。
【０１１０】
反射型表示パネルのいくつかの実施形態において、ピクセルが電界を制御するのに使う電極の１つが、ピクセル規定壁３５及び３６上に表示パネルの動作において形成される場合、それは有利でありえる。これを実現するため、続くステップ１００３において、例えば金属化を介して、ピクセル規定壁３５及び３６が導電的なものにされることができる。この金属化は、例えば、カバーシートの全体の上部表面３７を金属化し、金属層の上で新規なフォトレジスト層（図示省略）を適用し、このフォトレジスト層を露光及び現像させ、並びに金属層の不必要な部分をエッチング処理することにより実行されることができる。その後、このフォトレジスト層の残りが除去される。この簡単に記載された処理を行う方法は、当業者にはよく知られている。当業者であれば通常、金属層をパターン化する他の同様によく知られた変形的態様も認識している。別のオプションは、カバーのない基部層３２の上部表面３７上の所望の位置に導電性ポリマをマイクロスタンプすることである。
【０１１１】
ステップ１００３で実行される処理の結果、図１１ｃに図示されるように、薄い金属層３８及び３９が、対応する壁式構造３５及び３６上に形成される。
【０１１２】
続くステップ１００４において、壁式構造３５及び３６により規定されるコンパートメント４１は、光変調的な部材４２で満たされる。この例において、製造される反射型表示パネルは電気泳動ディスプレイである。従ってここでは、光変調部材４２は、流体／粒子懸濁液の形で提供される。図示された流体／粒子懸濁液は、例えば液晶物質又は不混和性の流体のセットといった別の光変調部材により置換されることができる点が容易に理解されるであろう。最終ステップ１００５において、電極パターン４４、４５、４６を持つディスプレイ基部担体４３がカバーシート３０に付けられる。これにより、壁式構造３５及び３６により規定されるコンパートメントが閉じられる。これにより第１のピクセル制御電極４４及び４５は、金属化された壁式構造３５及び３６に接続され、第２のピクセル制御電極４６は、壁式構造３５及び３６により規定されるピクセルコンパートメントにおいて中央に配置された制御電極として提供される。構造体３５及び３６が連続的な包囲壁を形成し、従って全てのピクセルの全ての壁が１つの共通の電極を形成する点に留意されたい。結果として、この共通の電極は通常、全体の表示パネルにわたる１つ又は少ない位置においてだけ接続される必要があり、図１１ｅに示される電極４４及び４５は、説明的な目的のためだけにある点を理解されたい。
【０１１３】
しかしながら、例えばＴＦＴマトリクスを用いて、ピクセルコンパートメントに与えられる第２のピクセル制御電極４６は、アドレス指定可能であるべきである。
【０１１４】
更にピクセルにおけるうまく規定された第２の電極を実現しつつ、整列許容度を合理的なレベルに保つため、図１１ｅにも示されるように、ディスプレイ基部担体４３に与えられる第２の電極４４及び４５は、好ましくは対応する壁式構造３５及び３６よりかなり小さいべきである。
【０１１５】
いくつかの用途においては、リダイレクト構造体１９及び２０が、壁式構造３５及び３６により構成される非変調部の部分から離れるように光をピクセルの残りにリダイレクトすれば十分である場合がある。一方、他の用途では、ディスプレイ基部担体４３における第１の電極４６に本質的に対応する追加的なリダイレクト構造体４７（図１１ｅにおけるリダイレクションシート１４において破線により示される）を含むことが好ましい場合がある。この追加的なリダイレクト構造体４７は有利には、リダイレクションシート１４における錐体のへこみとして形成されることができる。
【０１１６】
当業者であれば、決して本発明が上述された好ましい実施形態に限定されるものではない点を理解されるであろう。例えば、リダイレクト構造体は、へこみでなく、リダイレクションシートに挿入又は押された反射型構造体とすることができる。更に、リダイレクト構造体は、コントラストを改善するためにそれらの周りで又はそれらの下で吸収構造体と結合されることができる。これは、リダイレクト構造体が総内部反射に依存する場合に特に有利である。なぜなら、いくつかの角度に関して、いくつかの光が低屈折率キャビティに入るからである。この光は、リダイレクト構造体の下にある「従来の」黒いマスクにおいてその後吸収されることができる。更に、リダイレクト構造体の一部は光を吸収するように作られることができる。これは、例えば断面のより平坦な一部が不透明にされるようなＵ形横断面といった非Ｖ形横断面の場合に興味深い。更に、反射型表示パネルに含まれるピクセルは六角形、ハニカム形状、又は三角形とすることができる。
【０１１７】
請求項において、単語「有する」は他の要素を除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数性を除外するものではない。特定の手段が相互に異なる従属項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。更に、請求項における参照符号は、発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
付言するに、一態様において、以下の実施形態が提供される。
１．反射型表示パネルを製造する方法において、
フォト画像形成可能なピクセル規定層と、入射する光を前記ピクセル規定層の中間部の方へリダイレクトするよう構成される複数のリダイレクト構造体を持つリダイレクション層とを有するカバーシートを提供するステップと、
前記フォト画像形成可能なピクセル規定層のパターニングを行い、前記リダイレクト構造体に対応する前記ピクセル規定層の部分を本質的に露出されていないままにし、一方、前記ピクセル規定層の残りの部分を露光させることを可能にするよう構成される光源を用いて、リダイレクション層の側から前記カバーシートを照射するステップと、
前記ピクセル規定層を現像し、壁に囲まれるピクセル領域を複数有するピクセル規定壁式構造を形成するステップと、
前記壁に囲まれるピクセル領域の各々に光変調部材を与えるステップと、
前記カバーシートのピクセル規定層側にディスプレイ基部担体を提供するステップとを有する、方法。
２．前記ピクセル規定層が、ポジティブフォトレジストを有する、上記１の方法。
３．前記ディスプレイ基部担体が、電極パターンを有し、前記ディスプレイ基部担体を与えるステップは、
電極ペアが前記ピクセルのそれぞれに対して与えられるような態様で、前記ディスプレイ基部担体を前記カバーシートに対して整列配置するステップと、
前記ディスプレイ基部担体を前記カバーシートに取り付けるステップとを有する、上記１又は２の方法。
４．各ピクセルに対して、前記ピクセル規定壁式構造の少なくとも一部に導電層を形成するステップを更に有する、上記１乃至３のいずれかの方法。
【図１】
0005399372.tif 000003
【図２】
0005399372.tif 000004
【図３ａ】
0005399372.tif 000005
【図３ｂ】
0005399372.tif 000006
【図４ａ】
0005399372.tif 000007
【図４ｂ】
0005399372.tif 000008
【図４ｃ】
0005399372.tif 000009
【図５】
0005399372.tif 000010
【図６】
0005399372.tif 000011
【図７】
0005399372.tif 000012
【図８ａ】
0005399372.tif 000013
【図８ｂ】
0005399372.tif 000014
【図８ｃ】
0005399372.tif 000015
【図９】
0005399372.tif 000016
【図１０】
0005399372.tif 000017
【図１１ａ】
0005399372.tif 000018
【図１１ｂ】
0005399372.tif 000019
【図１１ｃ】
0005399372.tif 000020
【図１１ｄ】
0005399372.tif 000021
【図１１ｅ】
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